耐腐蚀试验的测定方法

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耐腐蚀试验
腐蚀主要包括天然介质引起的腐蚀和工业介质引起的腐蚀。天然介质包括空气、水、土壤等，它引起的锈蚀是普遍存在的，工业介质是在工业生产过程中产生的，例如酸、碱、盐以及各种有机物等，它引起的腐蚀更为严重。同时介质腐蚀的对象也各不相同，除钢铁和金属外，还有塑料、橡胶、木材、混凝土、皮革、纸张等的腐蚀。
涂层起着保护被涂物不受腐蚀的作用，经常曝露在各种腐蚀环境中，受到来自天然和工业的腐蚀介质侵蚀。涂层的耐腐蚀性能主要由涂料的结构组成决定，同时与涂层厚度、配套体系、施工管理质量也有很大关系。由于引起腐蚀的条件千变万化，各种被涂物的材质和使用范围不同，这就造成了对涂层耐腐蚀性评价的困难，在研究、生产涂料时耐腐蚀性是最复杂的课题之一。
评价涂层耐腐蚀性的方法主要有：
1 ）实物观察 将涂料涂在被涂物整体或局部上，在实际使用过程中长期观察涂层的破坏过程和被涂物腐蚀情况，以确定涂料的耐腐蚀性能，但该方法牵涉面大，时间很长，较难实现。
2 ）挂片模拟试验 将涂料制成样板代替实物模拟试验。该方法比较客观，但试验周期仍很长，如日本JIS 规格规定试验防锈性能时间长达2 年。有些重防腐蚀徐装体系的挂片试验长达8 年以上。
3 ）实验室模拟加速试验 包括盐雾试验、湿热试验、耐水性试验、耐二氧化硫试验等，是目前最常用的方法，试验周期短、效率高，但只能得到相对的、有局限性的结论，它只是对相同类型的涂料产品具有可比性，而不能用于不同体系涂料的评价。由于实际环境中的腐蚀是多种因素综合作用的结果，因此模拟试验结果有时与实际情况有一定差距。用这种方法作为控制产品的质量是可行的，但同时还需要用几种试验进行比较，以其综合性能评定涂层耐腐蚀性能的好坏。现在国际国内仍在不断地研究更为准确的模拟试验方法。

9.1 盐雾试验

盐雾试验是目前检验涂层耐腐蚀性能的常用方法，主要有中性盐雾试验、醋酸盐雾试验和铜加速醋酸盐雾试验（CASS 试验）。其中中性盐雾试验在涂料耐盐雾试验中应用最为普遍，国内依据的标准主要有GB/T1771－1991 （等效采用国际标准ISO 7253－1984）、ASTM Bll7 －1973 (1979）以及相应的日本、德国、法国标准等。
大气中的盐雾是由于海水浪花和海浪冲击海岸时形成的微小水滴经气流输送过程所形成。一般在沿海或近海地区的大气中都充满着盐雾。由于盐雾中的氯化物，如氯化钠、氯化镁等具有在很低相对湿度下吸潮的性能和氯离子具有很强的腐蚀性，因此盐雾对于在沿海或近海地区的金属材料及其保护层具有强烈的腐蚀作用。
GB/T 1771-1991 《 色漆和清漆－耐中性盐雾性能的测定》规定的盐雾试验方法为：

( l ）设备

试验设备为盐雾试验箱，主要由喷雾室、洁净压缩空气供给器和试验溶液贮罐组成。喷雾室中含有恒温控制元件、喷嘴、盐雾收集器、试验溶液贮槽等。
盐雾箱的体积通常大于0.4m³，喷雾压力保持在70-170 kPa 。盐雾箱的结构必须保证：① 积聚在顶棚或箱盖上的液滴不会滴落到进行试验的样板上；② 样板上滴下的液滴不应再返回深液贮槽重新雾化；③ 结构的材质不影响盐雾的腐蚀性。值得注意的是，雾化喷嘴可能存在一个临界压力，在该压力下盐雾的腐蚀性会出现反常性增加，例如空气压力在3.4kPa范围内周期性波动导致以平均压力为110kPa 进行操作的喷嘴雾化的盐雾腐蚀性成倍增加。为避免出现该现象，将喷雾压力的波动范围控制在±0.7kPa ，可将喷嘴在“临界压力”下操作的可能性减少到最低限度。
( 2 ）试验用溶液
中性盐雾试验的氯化钠溶液配制方法为（50±10 )g/L〔ISO 标准为（50 ±5 ) g/L 化学纯氯化钠的蒸馏水或去离子水溶液，25℃ 时pH 值为6.5-7.2 。超出此范围时，可用分析纯盐酸或氢氧化钠溶液调整。在室温下若使用含有饱和二氧化碳的水制备的盐溶液，在盐雾试验中由于喷雾温度为35℃ ，有部分二氧化碳受热逸出，pH 值会有所升高。解决方法可在配制盐水时将pH 值略调低，或将蒸馏水加热到35℃ 以上或者沸腾，再冷却到室温后配制氯化钠溶液，这样的溶液在35℃喷雾时pH 值就不会有太大的变化。试验溶液注人设备贮罐前应过滤，以防止固体物质堵塞喷嘴。
( 3 ）样板制备
试验样板通常使用GB/T9271-1988 要求的磨光钢板，其尺寸为100mm X 150mm，如不要求划痕，也可使用70mm x 15Omm 的样板（ISO规定为100mmx150mm）。应按GB/T 1765 -1979 的规定制备试板，用测厚仪或千分尺测定厚度，除另有规定。应在温度（23 ±2 ）℃ 和相对湿度（50 ±5 ) % ，具有空气循环、不受阳光直接曝晒的条件下静置至少16h 以上，然后尽快投人试验。试样的背面和周边用被试产品或涂层体系涂覆，或者用比被试产品更耐腐蚀的产品涂覆。如果试片需划痕，用单刃切割器划透涂层至底材，并使划痕离试板的任一边缘大于20mm。
( 4 ）试样盐雾试验
试样在盐雾箱中的位置应满足下列条件：
l ）每块试板的被测试面朝上，与垂直方向成15-30°支撑或悬挂，并最好与通过盐雾箱的水平盐雾流的方向平行。
2 ）样板彼此之间不能接触，也不能与箱体接触。
3 ）每一试验样板的摆放方式应能保证盐雾自由地沉落到所有样板上，且凝结在一块样板上的盐溶液不能滴落到其它样板上。
喷雾室内的温度为（35 土2 )℃ ，雾化暴露区至少要放两个干净的盐雾收集器，一个置于靠近喷雾的人口，一个置于远离喷雾入口处，其位置要求收集的只是盐雾，而不是从试样或室内其他部件上滴下的液体，每个收集器的面积为80cm² ，经24h 后，开始计算每个收集器的溶液，每80cm² 的面积，应收集浓度为（50 ±10 )g/L，pH 值6.5-7.2 的盐溶液1-2mL/h。
( 5 ）试板的检查
试板应周期性地进行目测检查，但不允许破坏试样表面，在任一个以24h 为周期的检查时间不应超过60min ，试板不允许呈干燥状态。
在规定的试验周期结束时，从箱中取出试板，用清洁水冲洗试板以除去表面上残留的试验溶液，立即检查试板表面的破坏现象，如起泡、生锈、附着力降低、由划痕处腐蚀的蔓延等。